Comprendere i biosolidi: tipologie e trasformazioni per soluzioni sostenibili

I biosolidi svolgono un ruolo importante nella gestione sostenibile dei rifiuti e nelle soluzioni per il clima. In qualità di innovatori nella gestione delle sostanze organiche, siamo specializzati nel trasformare i rifiuti in soluzioni a impronta di carbonio negativa attraverso l'essiccamento biologico e la nostra avanzata tecnologia di pirolisi brevettata per convertire i biosolidi in OurCarbon®, un biochar sostenibile utilizzato in miscele per calcestruzzo, inchiostri e altri materiali.

Il nostro lavoro si basa su una profonda comprensione delle diverse tipologie di biosolidi, dei loro processi di trattamento e di come possano essere trasformati in OurCarbon.

Cosa sono i biosolidi?

I biosolidi sono solidi organici derivati dal trattamento delle acque reflue urbane. L'Environmental Protection Agency (EPA) li spiega così: “quando le acque reflue domestiche vengono trasportate e convogliate verso un impianto di trattamento delle acque reflue (WWTP), vengono trattate per separare i liquidi dai solidi, producendo un prodotto semisolido e ricco di sostanze nutritive noto come fango di depurazione.”

Poiché i biosolidi sono ricchi di nutrienti e materia organica, possono rivelarsi preziosi per diverse applicazioni. Tuttavia, l'applicazione può variare in base al processo di trattamento a cui vengono sottoposti. Di conseguenza, non tutti i biosolidi sono uguali.

Classi di biosolidi

I biosolidi devono essere sottoposti a un processo di stabilizzazione prima di essere classificati di Classe B o di Classe A. Ad esempio, i biosolidi digestati sono stati sottoposti al processo di stabilizzazione tramite microrganismi presenti in natura attraverso digestione anaerobica (in assenza di ossigeno) o digestione aerobica (in presenza di ossigeno). L'essiccamento e/o la pirolisi possono essere considerati un processo di stabilizzazione, così come i trattamenti chimici come la stabilizzazione con calce.

I biosolidi non digestati, ovvero i fanghi di depurazione grezzi, sono biosolidi che non sono stati sottoposti a processi di stabilizzazione biologica, chimica o termica e non possono essere utilizzati per l'applicazione sul suolo. Sebbene a volte vengano definiti biosolidi, questi fanghi non soddisfano i requisiti EPA per la Classe B, la classe minima da raggiungere per essere considerati un materiale biosolido stabilizzato.

Esistono tre tipi principali di biosolidi in base ai loro livelli di trattamento, alla concentrazione di metalli, alla riduzione dei patogeni, all'attrazione per i vettori e all'idoneità per l'applicazione sul suolo: Classe B, Classe A e Classe A a Qualità Eccezionale (EQ).

Classe A vs Classe B

La differenza principale tra i biosolidi di Classe A e di Classe B risiede nel livello di patogeni, nella riduzione dei fattori di attrazione per i vettori e nei metalli pesanti. L'appartenenza alla Classe A o B modifica notevolmente le modalità di utilizzo del materiale. I biosolidi di Classe A vengono sottoposti a processi di trattamento più intensi, come riscaldamento e digestione supplementari, per ridurre la quantità di patogeni e risultare più sicuri per il contatto con il pubblico. Devono inoltre soddisfare gli standard più rigorosi sugli inquinanti stabiliti dall'EPA. I biosolidi di Classe A sono generalmente considerati sicuri per l'uso in contesti pubblici come parchi e progetti di sistemazione del verde.

I biosolidi di Classe A della massima qualità sono definiti a Qualità Eccezionale (EQ). Secondo l'EPA: i fanghi a “Qualità Eccezionale” o “EQ” sono fanghi di depurazione trattati che soddisfano gli standard più severi in materia di inquinanti e patogeni. “Una volta che i biosolidi sono trattati per diventare di Classe A EQ, non ci sono ulteriori requisiti per l'applicazione sul suolo. Di conseguenza, i biosolidi di Classe A EQ vengono spesso venduti direttamente al pubblico nei negozi o direttamente dall'impianto di trattamento per l'uso in giardini domestici e pratri.”

I biosolidi di Classe B sono trattati per ridurre i livelli di patogeni, ma potrebbero ancora contenerne livelli rilevabili. Per questo motivo il loro utilizzo è più limitato e vengono impiegati più frequentemente in applicazioni agricole e forestali.

Trasformare i biosolidi in soluzioni sostenibili

In Bioforcetech, la trasformazione dei biosolidi nel biochar Classe A (EQ?) OurCarbon® esemplifica l'impegno verso i principi dell'economia circolare. Il processo è il seguente: 

Il BFT BioDryer, un'unità di essiccamento modulare che essicca i biosolidi utilizzando fino al 70% di energia in meno rispetto a qualsiasi altro sistema sul mercato, sfrutta i batteri per generare calore ed è in grado di trattare 1.000 tonnellate di solidi disidratati all'anno con costi di gestione e manutenzione incredibilmente bassi. Il risultato è un materiale essiccato di Classe A ricco di nutrienti che rappresenta il 25% della massa originale, privo di polvere e facile da gestire come prodotto biosolido. 

Se un impianto desidera far progredire ulteriormente il trattamento dei propri biosolidi, l'unità di pirolisi brevettata BFT Sigma One, un sistema di pirolisi ibrido all'avanguardia, converte qualsiasi biosolido essiccato in biochar di alta qualità, OurCarbon, mantenendo un controllo rigoroso su temperatura e tempo di permanenza. La produzione di OurCarbon può essere utilizzata in settori ben al di fuori della normale gestione dei biosolidi, inclusi la moda, il calcestruzzo e molto altro.

Quando le apparecchiature BFT sono ideali per un impianto di trattamento delle acque reflue?

Ogni impianto di trattamento delle acque si trova in un punto unico del proprio percorso, dovendo gestire le proprie apparecchiature, la crescita della popolazione e i costi associati alle tariffe di smaltimento dei propri biosolidi. Detto questo, ci sono momenti chiave in cui un sistema BFT BioDryer o la pirolisi BFT Sigma possono rappresentare una soluzione fondamentale per un impianto. Ad esempio, i digestori anaerobici fungono spesso da condizione di processo principale per portare un fango alla Classe A. Molti digestori sono stati costruiti decenni fa e la loro vita utile sta giungendo al termine. Quando un impianto si trova ad affrontare costi elevati per riparare, sostituire o ampliare la digestione per continuare a produrre biosolidi di Classe A, il sistema BFT può invece fungere da opzione meno costosa e più resiliente. In molti casi, persino il solo bioessiccamento può portare i fanghi non digestati alla Classe A, offrendo un'opzione del tutto priva di digestione a una frazione del costo.

In tutto il paese, le normative sull'applicazione al suolo e sulla deviazione dalle discariche stanno imponendo agli impianti tariffe di smaltimento molto elevate per la gestione dei fanghi. Il BFT Sigma One produce un materiale che può essere gestito da BFT a costo zero per il comune. In zone selezionate in cui aumentano le pressioni legate a PFAS, metano da discarica e ruscellamento, la pirolisi BFT Sigma One costituisce un'opzione vitale.

Affrontare le sfide ambientali

Il trattamento e la trasformazione dei biosolidi da parte di Bioforcetech rispondono a criticità ambientali fondamentali. Il BFT BioDryer riduce notevolmente le emissioni legate al trasporto su gomma, risparmia energia e può portare un fango non digestato alla Classe A, a seconda dell'impianto.  

Il BFT Sigma va ancora oltre, rimuovendo e distruggendo i contaminanti, inclusi i PFAS, noti anche come "inquinanti eterni", a livelli non rilevabili. La conversione dei rifiuti in biochar non solo sequestra il carbonio, ma crea anche una risorsa preziosa per vari settori, allineandosi con gli obiettivi di azione per il clima.

Questo approccio innovativo ridefinisce i rifiuti, trasformando un problema in un prodotto e aprendo la strada a un futuro sostenibile nella gestione dei rifiuti.